专利名称：移动通信网络多媒体增强业务的实现方法
技术领域：
本发明涉及移动通信网络多媒体增强业务的实现方法，特别涉及能够有效节省带宽，提高网络设备利用率和媒体资源使用率，增强可扩展性的移动通信网络多媒体增强业务的实现方法。
背景技术：
随着移动通信的迅速发展，用户对通信的需求已不再满足于电话和消息业务，大量多媒体业务涌现出来，其中一些应用业务要求多个用户能同时接收相同数据，如视频点播、电视广播、视频会议、网上教育、互动游戏等。这些移动多媒体业务与一般的数据相比，具有数据量大、持续时间长、时延敏感等特点。为了实现纯文本低速率的消息类业务和高速多媒体业务的组播和广播，并且有效地利用移动网络资源，运营商通常通过在移动通信网络内部使用组播或广播的方式，实现为用户提供高速率的多媒体增强业务，例如宽带码分多址(Wideband Code Division Multiple Access，简称WCDMA)网络中的多媒体组播和广播业务(MBMS)和码分多址2000(Code DivisionMultiple Access2000，简称CDMA2000)网络中的广播和多播业务(Broadcastand Multicast Service，简称BCMCS)。
图1为现有移动通信网络示意图(例如WCDMA、CDMA2000或者TD-SCDMA)，通过IP网络(可以是公共IP网络或是运营商内部的IP网络)将多个移动通信子网连接起来。其中连接移动通信子网与IP网络的网关(Gateway，简称GW)(例如GPRS或WCDMA移动通信网络的网关GPRS支持节点(gateway GPRSsupport node，简称GGSN)设备，以及随着移动通信技术发展，移动通信网络中具有相同功能的设备)负责给用户设备(User Equipment，简称UE)分配IP地址使UE能够访问IP网络。
图2为现有移动通信网络多媒体增强业务网络框架示意图，以现有的移动通信网络框架为基础，在IP网络上架设一个或者多个多媒体服务器为用户设备提供多媒体服务。这些移动通信网络多媒体增强业务网络框架，主要在移动子网内部为多媒体数据的传输进行优化。与此同时多媒体服务器针对每个业务维护一个网关列表，列表中记录某个网关代表该网关对应的移动通信子网中有用户需要该业务数据。当业务开始的时候，多媒体服务器根据列表中的网关信息以单播的形式给每个移动通信子网的网关发送一份业务数据，从而避免针对移动通信子网中的用户设备分别发送业务数据。
图3为现有移动通信网络多媒体增强业务的工作流程图，首先由多媒体服务器发布一个业务声明，向用户设备表明其所提供的业务相关信息，该业务声明中包括服务器的IP地址，业务相关信息等；然后用户设备根据多媒体服务器发布的业务声明信息，通知移动通信子网该用户设备需要此多媒体服务器提供的多媒体业务，并提供业务申请所需相关信息；如果该用户业务申请获得许可，网络将为用户建立数据传输通道，其中移动通信子网的网关将判断其是否在多媒体服务器的对应业务网关列表中，如果还没有则向多媒体服务器发送注册消息请求加入该业务的网关列表。当业务开始的时候，多媒体服务器根据其网关列表确定把多媒体数据发送到那些网关，网关再依此把数据通过移动通信子网发送到用户设备；在用户设备不再需要该多媒体业务，用户设备申请停止使用该多媒体业务，移动通信子网的网关根据该子网是否还需要该业务数据决定是否向多媒体服务器发送取消数据发送的消息，数据传输通道的释放也发生在多媒体业务传输完毕，或者多媒体服务器不再提供该多媒体业务时释放数据传输通道。
该方法的不足之处在于前面阐述的方法使得在进行某个业务数据传送的时候，多媒体服务器能够根据列表中维护的网关信息，为有用户需求的每个移动通信子网发送一份多媒体业务数据。这个方法虽然避免多媒体服务器针对移动通信子网中的用户设备分别发送业务数据，但是多媒体服务器与网关之间仍然是以单播方式传送数据，未考虑多媒体服务器与多个网关之间的传输优化，相同的发往多个网关的数据在多媒体服务器与网关之间的IP网络中重复传送，参见图2。从而造成了I P网络带宽资源的浪费，增加了多媒体服务器的负荷，并且影响多媒体服务器能够支持的网关数量即其可扩展性。而且，随着多媒体增强业务的迅速发展，以及使用同一业务的移动通信子网数目的增加，上述缺陷对网络带宽资源和可扩展性的影响也随之持续增大。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种移动通信网络多媒体增强业务的实现方法，能够有效节省带宽，提高网络设备利用率和媒体资源使用率，增强可扩展性。
为实现上述目的，本发明提供一种移动通信网络多媒体增强业务的实现方法，包括以下步骤步骤1、用户设备向移动通信子网发送消息，用于申请使用多媒体增强业务，并提供业务申请所需相关信息；步骤2、如果该用户业务申请获得许可，网络为用户建立数据传输通道，如果该用户业务申请未获得许可则结束；其中移动通信子网的网关判断该网关是否已加入该多媒体增强业务对应的组播组，是则执行步骤6，否则执行步骤3；步骤3、所述网关向多媒体服务器发送注册请求消息，用于询问该网关是否可以使用该多媒体增强业务；步骤4、所述多媒体服务器向所述网关发送注册请求回应消息，用于通知是否许可该网关使用该多媒体增强业务；
步骤5、所述网关接收所述多媒体服务器的注册消息回应消息，并根据该注册消息回应消息判断所述多媒体服务器是否许可该网关使用该多媒体增强业务，是则向该多媒体增强业务对应的组播组发出加入组播组消息，然后执行步骤6，否则执行步骤6；步骤6、所述网关向所述用户设备发送申请使用某多媒体增强业务的回应消息，用于通知所述用户设备是否被许可使用该多媒体增强业务；如果该用户设备被许可使用该多媒体增强业务则执行步骤7，否则结束；步骤7、在业务数据开始传输的时候，所述多媒体服务器以IP组播方式向所述网关传送对应的多媒体增强业务内容，所述网关接收到该多媒体增强业务内容后经由移动通信子网发送给所述用户设备。
进一步地，在所述步骤1之前还可包括建立所述组播组的操作，具体包括以下步骤首先在步骤01中，所述多媒体服务器为该多媒体增强业务分配对应的IP组播地址并建立对应的组播组；继而在步骤02中，向用户发送多媒体增强业务声明消息，该消息包括所述IP组播地址和该多媒体增强业务的相关信息。其中，所述多媒体增强业务声明消息可通过移动网络发送到用户设备，也可通过其它媒介(例如电视、报纸等)传达给用户。
在所述步骤7之后还可包括所述用户设备停止使用所述多媒体增强业务的操作，具体包括以下步骤在步骤81中，所述用户设备向对应的移动通信子网发送消息，用于申请停止使用该多媒体增强业务，并提供业务申请所需相关信息；在步骤82中，如果所述用户申请停止使用该多媒体增强业务的请求获得许可，所述移动通信子网向所述用户设备发送申请取消使用该多媒体增强业务的回应消息，用于通知所述用户设备已停止使用该多媒体增强业务；然后在步骤83中，所述移动通信子网对应的网关判断是否还有其它用户设备在使用所述多媒体增强业务，是则操作结束，否则执行步骤84；在步骤84中，所述网关向所述多媒体服务器发送取消注册请求消息，用于向所述多媒体服务器通知该网关不需要接收所述多媒体增强业务；在步骤85中，所述多媒体服务器向所述网关发送取消注册请求回应消息；然后在步骤86中，所述网关在收到所述多媒体服务器的回应消息后向该多媒体增强业务对应的组播组发出离开组播组消息。
更进一步地，在所述步骤7之后还可包括该多媒体增强业务结束后停止服务的操作，具体包括以下步骤首先在步骤801中，所述多媒体服务器向所述网关发送取消注册请求消息，用于通知所述网关该多媒体增强业务结束；然后在步骤802中，所述网关向所述多媒体服务器发送取消注册请求回应消息，然后向该多媒体增强业务对应的组播组发出离开组播组消息；继而在步骤803中，所述网关通过对应的移动通信子网向所述用户设备发送多媒体服务停止消息，用于通知所述用户设备已停止该多媒体增强业务。在804步骤中，所述多媒体服务器选择是否删除该多媒体增强业务对应的组播组。
上述技术方案中，在开始移动通信网络的多媒体增强业务之前，由多媒体服务器建立组播组，并在用户设备需要接收多媒体增强业务时，通过移动通信子网的网关与多媒体服务器的通信，将该网关加入该多媒体增强业务对应的组播组中，继而多媒体服务器通过与所述网关的组播通信传输该多媒体增强业务内容，所述网关则通过移动通信子网将该多媒体增强业务内容传送给用户设备；从而使得所述多媒体服务器与所述网关之间采用IP组播的方式传送多媒体增强业务内容。如图4所示，多媒体服务器发给不同网关的同一数据流只需发送一次。而在现有技术的移动通信网络多媒体增强业务的实现方法中，由于多媒体服务器与网关之间为单播方式通信，如图2所示，多媒体服务器发给不同网关的同一数据流需要每次重复发送。由此可见，本发明提供的移动通信网络多媒体增强业务的实现方法能够通过多媒体服务器与移动通信子网的网关的组播通信，达到有效节省带宽，提高网络设备利用率和媒体资源使用率的有益效果；并且进一步地使得多媒体服务器能够承载与更多的移动通信子网的网关进行通信，增强了多媒体服务器的可扩展性。
综上所述，本发明通过有机地结合移动通信技术和IP组播通信技术，能够达到有效节省带宽，提高网络设备利用率和媒体资源使用率，增强可扩展性的有益效果。
图1为现有移动通信网络互联示意图；图2为现有移动通信网络多媒体增强业务网络框架示意图；图3为现有移动通信网络多媒体增强业务的工作流程图；图4为本发明移动通信网络多媒体增强业务的实现方法示意图；图5为本发明具体实施例一的流程图；图6为本发明具体实施例二的流程图；图7为本发明具体实施例三的流程图；图8为本发明具体实施例四的流程图；图9为本发明具体实施例五中现有MBMS业务的工作流程图；图10为本发明具体实施例五中现有MBMS业务的网络框架示意图；图11本发明的技术方案在MBMS业务中应用的流程图；图12为本发明具体实施例五中建立共享组播树的流程图；图13为本发明具体实施例五中用户设备加入共享组播树的流程图；图14为本发明具体实施例五中用户设备加入共享组播树的另一流程图；图15为本发明具体实施例五中用户设备加入共享组播树的又一流程图；图16为本发明具体实施例五中用户设备离开共享组播树的流程图；图17为本发明具体实施例五中用户设备离开共享组播树的另一流程图；图18为本发明具体实施例五中用户设备离开共享组播树的又一流程图；图19为本发明具体实施例五中建立有源组播树的流程图；图20为本发明具体实施例五中用户设备加入有源组播树的流程图；图21为本发明具体实施例五中用户设备加入有源组播树的另一流程图；图22为本发明具体实施例五中用户设备加入有源组播树的又一流程图；
图23为本发明具体实施例五中用户设备离开有源组播树的流程图；图24为本发明具体实施例五中用户设备离开有源组播树的另一流程图；图25为本发明具体实施例五中用户设备离开有源组播树的又一流程图。
图26为现有技术中MBMS业务实现方法的示意图；图27为本发明具体实施例五中MBMS业务实现方法的示意图。
具体实施例方式
本发明有机地结合了移动通信技术和IP组播通信技术，多媒体服务器通过IP组播的方式来向移动通信子网的网关传送多媒体增强业务内容，移动通信子网的网关通过移动通信网络向用户设备传送该多媒体增强业务内容。
下面首先对本发明采用的IP组播通信技术作简要介绍IP组播(也称多址广播或多播)技术，是一种允许一台或多台主机(组播源)一次地并且同时地发送单一数据包到多台主机的TCP/IP网络技术。组播作为一点对多点的通信，是节省网络带宽的有效方法之一。在网络音频/视频广播的应用中，当需要将一个节点的信号传送到多个节点时，无论是采用重复点对点通信方式，还是采用广播方式，都会严重浪费网络带宽，只有组播才是最好的选择。组播能使一个或多个组播源只把数据包发送给特定的组播组，而只有加入该组播组的主机才能接收到数据包。
IP组播通信必须依赖于IP组播地址，在IPv4中它是一个D类IP地址，范围从224.0.0.0到239.255.255.255，并被划分为局部链接组播地址、预留组播地址和管理权限组播地址三类。其中，局部链接组播地址范围在224.0.0.0到224.0.0.255，这是为路由协议和其它用途保留的地址，路由器并不转发属于此范围的IP包；预留组播地址为224.0.1.0到238.255.255.255，可用于全球范围(如Internet)或网络协议；管理权限组播地址为239.0.0.0到239.255.255.255，可供组织内部使用，类似于私有IP地址，不能用于Internet，可限制组播范围。
使用同一个IP组播地址接收组播数据包的所有主机构成了一个主机组，也称为组播组。一个组播组的成员是随时变动的，一台主机可以随时加入或离开组播组，组播组成员的数目和所在的地理位置也不受限制，一台主机也可以属于几个组播组。此外，不属于某一个组播组的主机也可以向该组播组发送数据包。
为了向所有接收主机传送组播数据，用组播分布树来描述IP组播在网络中传输的路径。组播分布树有两种基本类型有源树和共享树。有源树是以组播源作为有源树的根，有源树的分支形成通过网络到达接收主机的分布树，因为有源树以最短的路径贯穿网络，所以也常称为最短路径树。共享树以组播网中某些可选择的组播路由中的一个作为共享树的公共根，这个根被称为汇合点(RP)。共享树又可分为单向共享树和双向共享树。单向共享树指组播数据流必须经过共享树从根发送到组播接收机。双向共享树指组播数据流可以不经过共享树。
组播路由的一种常见的思路就是在组播组成员之间构造一棵扩展分布树。在一个特定的“发送源，目的组”对上的IP组播流量都是通过这个扩展树从发送源传输到接受者的，这个扩展树连接了该组播组中所有主机。不同的IP组播路由协议使用不同的技术来构造这些组播扩展树，一旦这个树构造完成，所有的组播流量都将通过它来传播。
根据网络中组播组成员的分布，总的说来IP组播路由协议可以分为以下两种基本类型。第一种假设组播组成员密集地分布在网络中，也就是说，网络大多数的子网都至少包含一个组播组成员，而且网络带宽足够大，这种被称作″密集模式″(Dense-Mode)的组播路由协议依赖于广播技术来将数据发送给网络中所有的路由器。组播路由的第二种类型为稀疏模式组播路由协议，它假设组播组成员在网络中是稀疏分散的，并且网络不能提供足够的传输带宽，比如Internet上通过ISDN线路连接分散在许多不同地区的大量用户。在这种情况下，广播就会浪费许多不必要的网络带宽从而可能导致严重的网络性能问题。于是稀疏模式组播路由协议必须依赖于具有路由选择能力的技术来建立和维持组播树。稀疏模式组播路由协议主要包括基于核心树的组播协议(Core Based Tree，简称CBT)、稀疏模式独立协议组播(Protocol-Independent Multicast-Sparse Mode，简称PIM-SM)、PIM源特定组播(PIM-Source Specific Multicast，简称PIM-SSM)。
以上是对本发明采用的IP组播通信技术所作的简要介绍，下面结合附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
图5表示了本发明具体实施例一的流程图，一种移动通信网络多媒体增强业务的实现方法，包括以下步骤步骤1为用户设备向移动通信子网发送消息，用于申请使用多媒体增强业务，并提供业务申请所需相关信息；步骤2为，如果该用户业务申请获得许可，网络为用户建立数据传输通道，如果该用户业务申请未获得许可则结束；其中移动通信子网的网关判断该网关是否已加入该多媒体增强业务对应的组播组，是则执行步骤6，否则执行步骤3；步骤3为所述网关向多媒体服务器发送注册请求消息，用于询问该网关是否可以使用该多媒体增强业务；步骤4为所述多媒体服务器向所述网关发送注册请求回应消息，用于通知是否许可该网关使用该多媒体增强业务；步骤5为所述网关接收所述多媒体服务器的注册消息回应消息，并根据该注册消息回应消息判断所述多媒体服务器是否许可该网关使用该多媒体增强业务，是则向该多媒体增强业务对应的组播组发出加入组播组消息，然后执行步骤6，否则执行步骤6；步骤6为所述网关向所述用户设备发送申请使用某多媒体增强业务的回应消息，用于通知所述用户设备是否被许可使用该多媒体增强业务；如果该用户设备被许可使用该多媒体增强业务则执行步骤7，否则结束；步骤7为在业务数据开始传输的时候，所述多媒体服务器以IP组播方式向所述网关传送对应的多媒体增强业务内容，所述网关接收到该多媒体增强业务内容后经由移动通信子网发送给所述用户设备。
本具体实施例中，通过在现有移动通信网络中增加相应的用户设备与移动通信子网的网关的通信流程，并且通过在移动通信子网的网关与多媒体服务器之间采用IP组播通信的方式传送多媒体增强业务内容，从而有机地结合了移动通信技术和IP组播通信技术，达到了节省网络带宽资源，提高网络设备利用率和媒体资源使用率，增强可扩展性的有益效果。
图6为本发明具体实施例二的示意图，一种移动通信网络多媒体增强业务的实现方法，包括以下步骤首先在步骤01中，所述多媒体服务器为该多媒体增强业务分配对应的IP组播地址并建立对应的组播组；继而在步骤02中，向用户发送多媒体增强业务声明消息，该消息包括所述IP组播地址和该多媒体增强业务的相关信息。其中，所述多媒体增强业务声明消息可通过移动网络发送到用户设备，也可通过其它媒介(例如电视、报纸等)传达给用户；继而在步骤1中，用户设备向移动通信子网发送消息，用于申请使用多媒体增强业务，并提供业务申请所需相关信息；步骤2为，如果该用户业务申请获得许可，网络为用户建立数据传输通道，如果该用户业务申请未获得许可则结束；其中移动通信子网的网关判断该网关是否已加入该多媒体增强业务对应的组播组，是则执行步骤6，否则执行步骤3；步骤3为所述网关向多媒体服务器发送注册请求消息，用于询问该网关是否可以使用该多媒体增强业务；步骤4为所述多媒体服务器向所述网关发送注册请求回应消息，用于通知是否许可该网关使用该多媒体增强业务；步骤5为所述网关接收所述多媒体服务器的注册消息回应消息，并根据该注册消息回应消息判断所述多媒体服务器是否许可该网关使用该多媒体增强业务，是则向该多媒体增强业务对应的组播组发出加入组播组消息，然后执行步骤6，否则执行步骤6；步骤6为所述网关向所述用户设备发送申请使用某多媒体增强业务的回应消息，用于通知所述用户设备是否被许可使用该多媒体增强业务；如果该用户设备被许可使用该多媒体增强业务则执行步骤7，否则结束；步骤7为在业务数据开始传输的时候，所述多媒体服务器以IP组播方式向所述网关传送对应的多媒体增强业务内容，所述网关接收到该多媒体增强业务内容后经由移动通信子网发送给所述用户设备。
本具体实施例通过增加相应的多媒体服务器的操作流程，进一步地提供了移动通信子网的网关与多媒体服务器之间进行IP组播通信过程中建立组播组的操作步骤。
参见图7所示的本发明具体实施例三的流程图，一种移动通信网络多媒体增强业务的实现方法，其与具体实施例二的区别在于在所述步骤7之后还可包括所述用户设备停止使用所述多媒体增强业务的操作，具体包括以下步骤在步骤81中，所述用户设备向对应的移动通信子网发送消息，用于申请停止使用该多媒体增强业务，并提供业务申请所需相关信息；在步骤82中，如果所述用户申请停止使用该多媒体增强业务的请求获得许可，所述移动通信子网向所述用户设备发送申请取消使用该多媒体增强业务的回应消息，用于通知所述用户设备已停止使用该多媒体增强业务；然后在步骤83中，所述移动通信子网对应的网关判断是否还有其它用户设备在使用所述多媒体增强业务，是则操作结束，否则执行步骤84；在步骤84中，所述网关向所述多媒体服务器发送取消注册请求消息，用于向所述多媒体服务器通知该网关不需要接收所述多媒体增强业务；在步骤85中，所述多媒体服务器向所述网关发送取消注册请求回应消息；然后在步骤86中，所述网关在收到所述多媒体服务器的回应消息后向该多媒体增强业务对应的组播组发出离开组播组消息。
本具体实施例进一步地提供了用户设备离开组播组时，移动通信子网的网关与多媒体服务器之间的通信流程。
图8为本发明具体实施例四的流程图，一种移动通信网络多媒体增强业务的实现方法，其与具体实施例二的区别在于在所述步骤7之后还可包括该多媒体增强业务结束后停止服务的操作，具体包括以下步骤首先在步骤801中，所述多媒体服务器向所述网关发送取消注册请求消息，用于通知所述网关该多媒体增强业务结束；然后在步骤802中，所述网关向所述多媒体服务器发送取消注册请求回应消息，然后向该多媒体增强业务对应的组播组发出离开组播组消息；继而在步骤803中，所述网关通过对应的移动通信子网向所述用户设备发送多媒体服务停止消息，用于通知所述用户设备已停止该多媒体增强业务。在804步骤中，所述多媒体服务器选择是否删除该多媒体增强业务对应的组播组。本具体实施例进一步地提供了当多媒体增强业务结束时，移动通信子网的网关与多媒体服务器之间的通信流程。
实施例五下面结合附图，对本发明的技术方案在多媒体组播和广播业务(Multimedia Broadcast/Multicast Service，简称MBMS)中应用的实施例作进一步地详细阐述。
MBMS是在移动网络中提供一个数据源向多个用户发送数据的点到多点业务，用于有效地实现网络资源共享(包括移动核心网和接入网资源共享)。MBMS是基于现有的WCDMA或GSM通信网络，通过增加一些新的功能实体如广播组播业务中心(Broadcast Multicast Service Center，简称BM-SC)，并在现有网络中的分组域功能实体如服务GPRS支持节点(Serving GPRSSupport Node，简称SGSN)、网关GPRS支持节点(Gateway GPRS Support Node，简称GGSN)、无线网络控制器(Radio Network Controller，简称RNC)、以及用户设备(User Equipment，简称UE)等中增加相应的MBMS功能模块，此外还定义了新的逻辑共享信道来实现空口资源共享。
图9为现有MBMS业务的工作流程图，MBMS业务流程包括用户签约过程、业务声明过程、用户加入组播组过程、注册过程、会话开始过程、传送数据过程、会话结束过程、用户离开过程、以及取消注册过程；上述各过程分别有其启动的前提条件，各过程之间的时序关系并非固定。用户在用户签约过程中与内容提供商建立联系，订购MBMS业务。BM-SC通常是以广播方式发起业务声明过程，通知用户MBMS业务的相关信息，如地理范围、组播组地址、业务开始时间等。用户可通过加入组播组过程，向BM-SC传送想加入的组播组地址以订购相应的MBMS业务，加入组播组过程的主要功能是BM-SC对用户进行授权和计费。用户可通过注册过程在BM-SC注册。BM-SC在发送MBMS数据之前向下游节点发起会话开始过程，用于通知用户会话开始并且准备开始接收MBMS数据，会话开始过程是和用户加入组播组过程相互独立的，会话开始以后新用户仍然可以加入该组播组。BM-SC向订购该MBMS业务的用户发送MBMS组播通知消息以通知用户MBMS数据马上到达用户端后，启动传送数据过程。BM-SC在传送数据过程结束、MBMS数据传送完毕后发起会话结束过程，用于通知用户将中止MBMS数据传输。当用户想退出该MBMS业务时发起用户离开过程。当下游节点保存的该组播组对应的列表为空时通知上游节点启动取消注册过程，或者当BM-SC停止传送该MBMS服务时启动取消注册过程。
图10为现有MBMS业务的网络框架示意图。其中，GGSN为移动通信子网与IP网络的网关，用于为UE分配IP地址，使UE能够访问IP网络；SGSN和RNC主要负责资源管理和控制，用于为UE与GGSN的通信提供通道。BM-SC是新增的功能实体，也是实现MBMS可运营可管理的关键实体，其功能包括用户管理、会话管理、代理和传输、业务宣告管理、安全管理。MBMS承载业务的边缘为Gmb和Gi参考点，即BM-SC与GGSN之间的两个接口。Gmb接口提供控制面功能，Gi接口提供用户面承载功能。Gmb接口是新增的接口，其它接口都是现有WCDMA网络或GSM网络中已经存在的接口。3GPP定义了8种Gmb接口命令，用于实现BM-SC与GGSN之间控制信息的交互。此外，对已有的WCDMA/GSM分组网功能实体GGSN、SGSN、基站控制器(RNC/BSC)和UE，也需要增加MBMS相关功能和过程。在实现MBMS业务时，内容提供商将MBMS数据发送给BM-SC；BM-SC维护相关的GGSN的列表，并将MBMS数据向每个相关的GGSN发送一次；GGSN维护相关的SGSN的列表，并将MBMS数据向每个相关的SGSN发送一次；SGSN维护GSM/EDGE无线接入网(GSM EDGE RADIO ACCESSNETWORK，简称GERAN)或UMTS陆地无线接入网(UMTS Terrestrial RadioAccess Network，简称UTRAN)中相关的RNC/BSC的列表，并将MBMS数据向每个相关的RNC发送一次；RNC/BSC向相关UE发送MBMS数据。在实际的MBMS网络部署中，为了最有效地利用已有的IP网络设备资源，并且提高媒体资源的使用率，通常在全网中部署多个BM-SC和多个GGSN，并且BM-SC与GGSN之间呈现多对多的关系。
图11为本发明的技术方案在MBMS业务中应用的流程图，本实施例中所述移动通信子网的网关具体为GGSN，所述多媒体服务器具体为BM-SC。GGSN在收到用户设备发送的申请加入组播组消息后，首先判断该GGSN是否已加入该组播组，是则向用户设备发送消息通知已加入该组播组，否则向BM-SC发送加入组播组消息，用于请求加入该MBMS业务对应的组播组；然后所述BM-SC根据预先设定的稀疏模式IP组播路由协议，将所述GGSN嫁接到所述组播组对应的组播树中。最后所述BM-SC根据所述预先设定的稀疏模式IP组播路由协议，通过所述组播树与所述GGSN通信并传输所述MBMS业务内容。
下面分别就所述BM-SC与所述GGSN之间通过共享组播树方式或有源组播树方式进行IP组播通信的方法作具体说明(1)所述BM-SC与所述GGSN之间通过共享组播树方式进行IP组播通信首先BM-SC通过以下步骤建立共享组播树(参见图12)在步骤01中，BM-SC为所述MBMS业务分配对应的IP组播地址；然后在步骤02中，所述BM-SC向其下游的GGSN发送包括所述IP组播地址、所述BM-SC的IP地址、以及该MBMS业务的相关参数的组播业务声明消息；继而在步骤03中，所述BM-SC经由该BM-SC的第一跳路由器向预先设定的汇合点路由器发送消息，用于通知所述汇合点建立所述组播树；随后在步骤04中，所述汇合点路由器根据所述预先设定的稀疏模式IP组播路由协议，建立和维护该MBMS业务对应的共享组播树。
然后GGSN可以在MBMS业务的注册过程或会话开始过程加入该组播组当GGSN向BM-SC注册以后，就发送一个加入组播组的消息，只要GGSN的下游节点有对此组播组信息的需求，GGSN就一直保持在此组播组中，例如在PIM协议中定时地发送PIM-Join消息。其步骤包括(参见图13)在步骤1a中，需要接收MBMS业务内容的GGSN在向所述BM-SC注册并收到所述BM-SC发送的注册请求回应后，向所述汇合点路由器发送加入组播组消息，用于请求加入该MBMS业务对应的组播组；随后在步骤20中，所述汇合点路由器根据所述稀疏模式IP组播路由协议，将所述GGSN嫁接到所述共享组播树上。
当BM-SC发起会话开始消息后，GGSN也可以通过向汇合点路由器发送加入组播组消息来加入组播组。其中，第一种情况是传送数据之前，BM-SC发起会话开始过程，在GGSN收到BM-SC的会话开始请求后，GGSN向BM-SC发送一个会话开始请求回应消息，同时向RP发送加入组播组消息，例如在PIM协议中定时的发送PIM-Join消息，加入相应的组播组。其步骤包括(参见图14)在步骤1b中，需要接收MBMS业务内容的GGSN在收到所述BM-SC发送的会话开始请求后，向所述汇合点路由器发送加入组播组消息，用于请求加入该MBMS业务对应的组播组；随后在步骤20中，所述汇合点路由器根据所述稀疏模式IP组播路由协议，将所述GGSN嫁接到所述共享组播树上。第二种情况是当BM-SC发起的会话已经开始，同时又有新的用户想要接收这个MBMS业务数据，由于BM-SC维护的是GGSN的列表，此时的GGSN并不在BM-SC的列表中，所以在GGSN收到BM-SC发送的注册请求回应后，向RP发送加入组播组消息，例如在PIM协议中定时的发送PIM-Join消息，嫁接到组播树上。其步骤包括(参见图15)在步骤1c中，需要接收MBMS业务内容的GGSN在所述BM-SC发起的该MBMS业务的会话开始后，向所述BM-SC发送注册请求消息，并在收到所述BM-SC发送的注册请求回应消息后，向所述共享组播树的汇合点路由器发送加入组播组消息，用于请求加入该MBMS业务对应的组播组；然后在步骤2c中，所述共享组播树的汇合点路由器根据所述稀疏模式IP组播路由协议，将所述GGSN嫁接到所述共享组播树上。
然后GGSN可以在以下三种情况下离开所述组播组第一种为当DRNC下游的UE为空时，DRNC向SGSN发送取消注册请求，同样的，当SGSN中的下游节点即DRNC为空时，便向GGSN发送取消注册请求，当GGSN的下游节点即SGSN为空时，虽然此时会话并没有结束，但是GGSN仍向BM-SC发送取消注册请求消息，在GGSN收到BM-SC发送的取消注册请求消息后，GGSN向RP发送离开组播组消息，例如在PIM协议中发送PIM Prune消息，离开相应的组播组。其步骤包括(参见图16)在步骤a0中，所述GGSN在其保存的该组播组对应的下游节点列表为空时，所述GGSN向BM-SC发送取消注册请求消息；在步骤a1中，在所述GGSN收到BM-SC发送的取消注册请求消息后，所述GGSN向所述汇合点路由器发送离开组播组消息，用于请求退出该组播组；然后在步骤a2中，所述汇合点路由器根据所述稀疏模式IP组播路由协议，将所述GGSN从所述共享组播树中剪枝。
第二种情况为GGSN在收到BM-SC发送的取消注册请求后，GGSN向BM-SC发送取消注册请求回应消息，并向RP发送离开组播组消息，例如PIM协议中发送PIM-Prune消息，对组播树进行剪枝。其步骤包括(参见图17)在步骤b0中，所述GGSN在收到所述BM-SC发送的取消注册请求后，GGSN向BM-SC发送取消注册请求回应消息，并向所述汇合点路由器发送离开组播组消息，用于请求退出该组播组；然后在步骤b1中，所述汇合点路由器根据所述稀疏模式IP组播路由协议，将所述GGSN从所述共享组播树中剪枝。
第三种情况为当数据传送完毕，BM-SC发起会话结束过程，GGSN在收到BM-SC的会话结束请求后，GGSN向BM-SC发送会话结束请求回应消息，并向RP发送离开组播组消息，例如PIM协议中发送PIM-Prune消息，对组播树进行剪枝。其步骤包括(参见图18)在步骤c0中，所述GGSN在收到所述BM-SC发送的会话结束请求后，GGSN向BM-SC发送会话结束请求回应消息，并向所述汇合点路由器发送离开组播组消息，用于请求退出该组播组；然后在步骤c1中，所述汇合点路由器根据所述稀疏模式IP组播路由协议，将所述GGSN从所述共享组播树中剪枝。
当该MBMS业务结束时，BM-SC停止发送组播数据，并删除该共享组播树。
(2)所述BM-SC与所述GGSN之间通过有源组播树方式进行IP组播通信
首先BM-SC通过以下步骤建立有源组播树(参见图19)在步骤001中，所述BM-SC为所述MBMS业务分配对应的IP组播地址；然后在步骤002中，所述BM-SC向其下游的GGSN发送包括所述IP组播地址、所述BM-SC的IP地址、以及该MBMS业务的相关参数的组播业务声明消息；之后在步骤003中，所述BM-SC根据所述预先设定的稀疏模式IP组播路由协议，建立和维护该MBMS业务对应的有源组播树。
然后GGSN可以在以下三种情况下加入该组播组第一种情况为当GGSN向BM-SC注册以后，就发送一个加入组播组的消息，只要GGSN的下游节点有对此组播组信息的需求，GGSN就一直保持在此组播组中，例如在PIM协议中定时的发送PIM-Join消息。其步骤包括(参见图20)在步骤1A中，需要接收MBMS业务内容的GGSN在向所述BM-SC注册并收到所述BM-SC发送的注册请求回应后，向所述BM-SC发送加入组播组消息，用于请求加入该MBMS业务对应的组播组；然后在所述步骤2A中，所述BM-SC根据所述预先设定的稀疏模式IP组播路由协议，将所述GGSN嫁接到所述有源组播树上。
第二种情况为传送数据之前，BM-SC发起会话开始过程，在GGSN收到BM-SC的会话开始请求后，GGSN向组播路由器发送加入组播组消息，例如在PIM协议中定时的发送PIM-Join消息，加入相应的组播组。其步骤包括(参见图21)在步骤1B中，需要接收MBMS业务内容的GGSN在收到所述BM-SC的会话开始请求后，向预先设定的组播路由器发送加入组播组消息，用于请求加入该MBMS业务对应的组播组；然后在步骤2B中，所述BM-SC根据所述预先设定的稀疏模式IP组播路由协议，将所述GGSN嫁接到所述有源组播树中。
第三种情况为当BM-SC发起的会话已经开始，同时又有新的用户想要加入组播组，由于BM-SC维护的是GGSN的列表，此时的GGSN并不在BM-SC的列表中，所以在GGSN收到BM-SC的注册请求后，向组播路由器发送加入组播组消息，例如在PIM协议中定时的发送PIM-Join消息，嫁接到组播树上。其步骤包括(参见图22)在步骤1C中，需要接收MBMS业务内容的GGSN在所述BM-SC发起的该MBMS业务的会话开始后，向所述BM-SC发送注册请求，并在收到所述BM-SC发送的注册请求回应后，向组播路由器发送加入组播组消息，用于请求加入该MBMS业务对应的组播组；然后在步骤2B中，所述BM-SC根据所述预先设定的稀疏模式IP组播路由协议，将所述GGSN嫁接到所述有源组播树中。
然后GGSN可以在以下三种情况下离开所述组播组第一种情况为当DRNC下游的UE为空时，DRNC向SGSN发送取消注册请求，同样的，当SGSN中的下游节点即DRNC为空时，便向GGSN发送取消注册请求，当GGSN的下游节点即SGSN为空时，虽然此时会话并没有结束，但是GGSN仍向BM-SC发送取消注册请求消息，在GGSN收到BM-SC发送的取消注册请求消息后，并且GGSN向组播路由器要发送离开组播组消息，例如在PIM协议中发送PIM Prune消息，离开相应的组播组。其步骤包括(参见图23)在步骤A0中，所述GGSN在其保存的该组播组对应的下游节点列表为空时，所述GGSN向BM-SC发送取消注册请求消息；在步骤A1中，在所述GGSN收到BM-SC发送的取消注册请求消息后，所述GGSN向所述组播路由器发送取消注册请求，用于离开所述组播组；然后在步骤A2中，所述组播路由器根据所述预先设定的稀疏模式IP组播路由协议，将所述GGSN从所述有源组播树中剪枝。
第二种情况为MBMS传送服务停止时，BM-SC向GGSN发送取消注册请求消息，这种情况下，需要由BM-SC直接剪枝，GGSN在收到BM-SC发送的取消注册请求消息后，GGSN向BM-SC发送取消注册请求回应消息，同时停止发送PIMJoin消息。其步骤包括(参见图24)在步骤B0中，所述BM-SC在该MBMS业务停止时，向所述GGSN发送取消注册请求消息；然后在步骤B1中，所述GGSN收到所述取消注册请求后，GGSN向BM-SC发送取消注册请求回应消息，同时停止发送所述加入组播组消息。
第三种情况为会话结束过程中，BM-SC直接剪枝，GGSN在收到BM-SC发送的取消注册请求后，停止发送PIM Join消息。其步骤包括(参见图25)在步骤C0中，所述BM-SC在该MBMS业务的会话结束后，向所述GGSN发送取消注册请求；然后在步骤C1中，所述GGSN收到所述取消注册请求后，停止发送所述加入组播组消息。
当该MBMS业务结束时，BM-SC停止发送组播数据，并删除该有源组播树。
以上是对本发明技术方案在MBMS业务中应用的具体实施例的详细阐述，下面结合附图进一步地说明与现有技术相比，本发明具体实施例五所能够达到的有益技术效果。
参见图26，为现有MBMS业务实现方法的示意图。BM-SC与GGSN之间采用单播方式进行通信，当需要分发数据时，BM-SC将MBMS数据向每个相关的GGSN发送一次，如图26所示，数据传输路径a、数据传输路径b、以及数据传输路径c都是从BM-SC将相同的数据发送到不同的GGSN，因此BM-SC与GGSN之间的网络对每条传输路径的数据都要重新转发一次。由上述可见，该方法的缺陷在于未考虑BM-SC与GGSN之间的传输优化，在BM-SC与GGSN之间仍然是以单播方式传送MBMS数据，从而极大地浪费了IP网络资源和带宽，并且影响BM-SC能够支持的GGSN数量即其可扩展性。
参见图27，为本发明具体实施例五的MBMS业务实现方法示意图。BM-SC与GGSN之间采用IP组播方式进行通信，在分发数据时，BM-SC对于同样的数据只需发送一次。如图27所示，BM-SC与GGSN之间的网络对于发给多个GGSN的同样的数据只转发一次，从而能够达到有效节省带宽，提高网络设备利用率和媒体资源使用率，增强可扩展性的有益技术效果。
进一步地，本发明具体实施例五就本发明技术方案在GSM网络MBMS业务中的应用作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本发明的技术方案也可同样地应用于CDMA网络中的多媒体增强业务的实现，以达到有效节省带宽，提高网络设备利用率和媒体资源使用率，增强可扩展性的有益技术效果。
最后所应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明作限制性理解。尽管参照上述较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这种修改或者等同替换并不脱离本发明技术方案的精神和范围。
权利要求
1.一种移动通信网络多媒体增强业务的实现方法，其特征在于，包括步骤1、用户设备向移动通信子网发送消息，用于申请使用多媒体增强业务，并提供业务申请所需相关信息；步骤2、如果该用户业务申请获得许可，网络为用户建立数据传输通道，如果该用户业务申请未获得许可则结束；其中移动通信子网的网关判断该网关是否已加入该多媒体增强业务对应的组播组，是则执行步骤6，否则执行步骤3；步骤3、所述网关向多媒体服务器发送注册请求消息，用于询问该网关是否可以使用该多媒体增强业务；步骤4、所述多媒体服务器向所述网关发送注册请求回应消息，用于通知是否许可该网关使用该多媒体增强业务；步骤5、所述网关接收所述多媒体服务器的注册消息回应消息，并根据该注册消息回应消息判断所述多媒体服务器是否许可该网关使用该多媒体增强业务，是则向该多媒体增强业务对应的组播组发出加入组播组消息，然后执行步骤6，否则执行步骤6；步骤6、所述网关向所述用户设备发送申请使用某多媒体增强业务的回应消息，用于通知所述用户设备是否被许可使用该多媒体增强业务；并判断该用户设备是否被许可使用该多媒体增强业务，是则执行步骤7，否则结束；步骤7、在业务数据开始传输的时候，所述多媒体服务器以IP组播方式向所述网关传送对应的多媒体增强业务内容，所述网关接收到该多媒体增强业务内容后经由移动通信子网发送给所述用户设备。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤1之前还包括建立所述组播组的操作，具体包括步骤01、所述多媒体服务器为该多媒体增强业务分配对应的IP组播地址并建立对应的组播组；步骤02、向用户发送多媒体增强业务声明消息，该消息包括所述IP组播地址和该多媒体增强业务的相关信息。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤7之后还可包括所述用户设备停止使用所述多媒体增强业务的操作，具体包括以下步骤步骤81、所述用户设备向对应的移动通信子网发送消息，用于申请停止使用该多媒体增强业务，并提供业务申请所需相关信息；步骤82、如果所述用户申请停止使用该多媒体增强业务的请求获得许可，所述移动通信子网向所述用户设备发送申请取消使用该多媒体增强业务的回应消息，用于通知所述用户设备已停止使用该多媒体增强业务；步骤83、所述移动通信子网对应的网关判断是否还有其它用户设备在使用所述多媒体增强业务，是则操作结束，否则执行步骤84；步骤84、所述网关向所述多媒体服务器发送取消注册请求消息，用于向所述多媒体服务器通知该网关不需要接收所述多媒体增强业务；步骤85、所述多媒体服务器向所述网关发送取消注册请求回应消息；步骤86、所述网关在收到所述多媒体服务器的回应消息后向该多媒体增强业务对应的组播组发出离开组播组消息。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤7之后还可包括该多媒体增强业务结束后停止服务的操作，具体包括以下步骤步骤801、所述多媒体服务器向所述网关发送取消注册请求消息，用于通知所述网关该多媒体增强业务结束；步骤802、所述网关向所述多媒体服务器发送取消注册请求回应消息，然后向该多媒体增强业务对应的组播组发出离开组播组消息；步骤803、所述网关通过对应的移动通信子网向所述用户设备发送多媒体服务停止消息，用于通知所述用户设备已停止该多媒体增强业务；步骤804、所述多媒体服务器选择是否删除该多媒体增强业务对应的组播组。
5.根据权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于步骤2中所述的移动通信子网的网关为网关GPRS支持节点。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于步骤3中所述的多媒体服务器为广播组播业务中心。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述步骤5还包括所述广播组播业务中心收到所述加入组播组消息后，根据预先设定的稀疏模式IP组播路由协议，将所述网关GPRS支持节点嫁接到所述组播组对应的组播树中。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于所述步骤7具体包括所述广播组播业务中心根据所述预先设定的稀疏模式IP组播路由协议，通过所述组播树与所述网关GPRS支持节点通信并传输多媒体组播和广播业务内容，所述网关接收到该多媒体组播和广播业务内容后经由移动通信子网发送给所述用户设备。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于在步骤1之前还包括建立所述组播树的操作，具体包括步骤01、所述广播组播业务中心为所述多媒体组播和广播业务分配对应的IP组播地址；步骤02、所述广播组播业务中心向其下游的网关GPRS支持节点发送包括所述IP组播地址、所述广播组播业务中心的IP地址、以及该多媒体组播和广播业务的相关参数的组播业务声明消息；步骤03、所述广播组播业务中心经由该广播组播业务中心的第一跳路由器向预先设定的汇合点路由器发送消息，用于通知所述汇合点建立所述组播树；步骤04、所述汇合点路由器根据所述预先设定的稀疏模式IP组播路由协议，建立和维护该多媒体组播和广播业务对应的共享组播树。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于在步骤1之前还包括建立所述组播树的操作，具体包括步骤001、所述广播组播业务中心为所述多媒体组播和广播业务分配对应的IP组播地址；步骤002、所述广播组播业务中心向其下游的网关GPRS支持节点发送包括所述IP组播地址、所述广播组播业务中心的IP地址、以及该多媒体组播和广播业务的相关参数的组播业务声明消息；步骤003、所述广播组播业务中心根据所述预先设定的稀疏模式IP组播路由协议，建立和维护该多媒体组播和广播业务对应的有源组播树。
全文摘要
一种移动通信网络多媒体增强业务的实现方法，包括以下步骤步骤1为用户设备向移动通信子网申请使用多媒体增强业务；步骤2为移动通信子网的网关判断是否已加入对应的IP组播组，是则执行步骤6，否则执行步骤3；步骤3为网关向多媒体服务器发送注册请求消息；步骤4为多媒体服务器向网关发送注册请求回应消息；步骤5为如果多媒体服务器同意该网关使用该业务，则网关向对应的IP组播组发出加入IP组播组消息，否则执行步骤6；步骤6为网关向用户设备发送回应消息；步骤7为多媒体服务器以IP组播方式向网关传送多媒体增强业务内容，网关经由移动通信子网发送给用户设备。本发明能够有效节省带宽，提高网络设备利用率和媒体资源使用率。
文档编号H04Q7/22GK1866896SQ200610087520
公开日2006年11月22日 申请日期2006年6月13日 优先权日2006年6月13日
发明者林华生, 向勇, 刘鸿, 陆慧梅, 孙少陵, 相全双, 黄宇红, 石琳 申请人:中国移动通信集团公司